4、光面爆破施工工艺工法.docx

光面爆破施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-SD-0304-2011第五工程有限公司张雷1前言1.1 工艺工法概况光面爆破是1950年发源于瑞典，1952年在加拿大首次应用，现已被规定为隧道掘进工程中的标准方法。隧道施工采纳光面爆破能使围岩周边形成平滑圆顺的表面，可以有效限制周边超欠挖，削减围岩扰动，削减支护工程量。同一般爆破相比，光面爆破能取得巨大经济效益、平安效益和其它综合效益。光面爆破的优点是明显的，但光爆效果随着地质条件的不同差异很大，参数选择也必需依据地质的不同而采纳不同的参数。要取得志向的爆破效果，必需了解光爆的作用原理，通过实践形成成熟的施工工艺。我们通过多年隧道施工阅历，结合地质条件、钻孔设备、设计要求，多次调整施工参数和工艺，不断摸索、完善，经总结形成本工法。1. 2工艺原理光面爆破是限制开挖轮廓的一种爆破技术，它沿开挖轮廓周边布孔，利用主炮孔爆破后形成的良好临空面，在光爆层中起爆，借以削减光爆孔爆破的夹制作用，降低炸药单耗，削减一次起爆药量，使其获得平滑的开挖廓面，减轻围岩的破坏，减小超欠挖和避开产生冒顶和坍塌。2工艺工法特点1.1 与一般爆破相比，光爆周边眼钻眼、装药技术要求较高；1.2 依据不同的围岩类别，可进行施工参数调整，适用范围广；1.3 隧道轮廓表面光滑、平顺，对围岩扰动少，增加施工平安，削减成本，增加经济效益；2. 4工艺简洁，易于驾驭。3适用范围本工法适用软岩、硬岩等地质条件下的铁路、马路、水工等隧道或隧洞。4主要引用标准铁路隧道施工规范TB10204；铁路隧道工程施工质量验收标准TB10417；铁路工程施工平安技术规程TB10304；铁路工程施工技术手册隧道；隧道爆破现代技术。5施工方法光面爆破是一种依据不同断面、不同岩性，采纳合理的钻爆设计，包括所采纳的掏槽技术、光爆参数、炸药选择、装药结构等，正确的爆破参数和合理的施工方法,达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种限制爆破施工方法。6施工工艺及操作要点2.1 施工工艺流程图图1隧道光面爆破工艺流程6.2操作要点6.2.1爆破设计首先应当查阅工程图纸及资料，如隧道地质纵断面图，隧道施工设计文件，施工机具及爆破材料。而后依据现场条件，施工要求综合考虑，进行爆破设计。光面爆破循环进尺限制：一般来说，V级围岩循环进尺限制在0.81.0m；Iv级围岩循环进尺限制在1.520m；11、HI级围岩炮眼深度以不超过4.Om为宜，手持风钻不宜超过3.5mo隧道炮眼一般分：掏槽眼、掘进眼、周边眼。1掏槽眼设计掏槽眼方式一般分为直眼掏槽和斜眼掏槽两种。掏槽方式的选定需按开挖断面的几何尺寸、地质条件、设备状况、钻眼爆破水平和对开挖的技术要求等方面进行考虑。(1)斜眼掏槽适用于人工风钻打眼、开挖断面较大的隧道；打眼深度受断面宽度或高度限制；循环进尺变更时，炮眼角度更改困难；水平楔形掏槽打眼困难。目前隧道施工基本均采纳手持凿岩机打孔，斜眼掏槽。(2)直眼掏槽适用于凿岩台车作业、开挖断面较小、坚硬整体岩层；打眼深度不受断面限制；钻眼精度要求高；循环进尺变更时，只需增减炮眼深度，简洁驾驭；不用大直径空眼时，掏槽眼数目较多；打大直径空眼需用重型凿岩机；炮眼间距近简洁发生殉爆和拒爆；要求雷管段数多，最好用毫秒雷管并按正确起爆依次起爆。直眼掏槽是借助于不装药空孔作为临空面，掏槽各装药孔向空孔按肯定起爆依次爆破而渐渐形成槽腔，其后掘进孔再向槽腔按肯定依次爆破。直眼掏槽一般可分：一字型、四眼三角形、六眼三角形、单空眼菱形、双空眼菱形、四空眼十字形、九眼中空对称形、大直径空眼形。表1直眼掏槽形式和参数一字形四眼三角形六眼三角形单空眼菱形参数形式掏槽眼间距（的）装药量起爆依次abC一字型1503004000.81.1#3#一段4#5#二段6#9#三段四眼三角形E=2.5d1#3#一段六眼三角形E=2.Od1#3#一段单空眼菱形100-150170-2000.7-0.81.1#2#一段3#4#二段双空眼菱形1001501701500.70.81.1#2#一段3#4#二段四眼孔眼十字形1602002503000.70.81.1#一段2#5#二段九眼中空对称形2003504001#4#一段5#8#二段中空眼为100200mm,或用二个5060mm联成“8”字形的重叠眼孔，掏槽眼与孔眼间距一般为100400mm注：d-炮眼直径；1.-炮眼深度；药卷直径d=25mm图2直眼掏槽各种形式工程常用水平楔斜眼掏槽又分垂直楔形掏槽、水平楔形掏槽、爬眼等形式,形掏槽。水平楔形掏槽通常是利用多对斜向炮孔同时对称爆破而形成楔形临空面，之后各孔向该临空面爆破。假如爆破进尺要求较大时，在断面尺寸允许的状况下，可以采纳多重楔形掏槽。楔形掏槽参数与炮眼夹角、间距及掏槽的对数相关，可参考下表2。表2楔形掏槽参数表围岩级别掏槽眼对数掏槽眼间距(m)炮眼夹角(°)炮眼底间距(cm)线装药量(kgm)IV、V230.50.7>50300.25-0.35IKIII350.30.5260200.35-0.552掘进孔设计II、HI级围岩的掘进眼间距通常限制在a=0.61.0m,岩石爆破移动方向间距不大于0.8m；垂直于岩石爆破移动方向相邻两孔连线的间距不大于1.2m,通常在O81.2m取值。IV、V级围岩的掘进眼间距通常限制在a=0.81.2m,岩石爆破移动方向间距不大于1.Om；垂直于岩石爆破移动方向相邻两孔连线的间距不大于1.2m,通常在1.0-1.2m取值。3周边孔设计一般状况下，周边孔间距E=O.35-0.65,通常中硬眼及以上岩石取4560cm,软岩3545cm<>炮眼密集数m=WE=0.51.0,通常按m=0.8取值确定光爆层的厚度，软岩m=0.50.7,完整岩石m=0.8。周边孔的外斜角度不大于3°,且外斜值不大于20cm,计算最小反抗线要计入该影响值。表3光面爆破参数表岩石类别周边眼间距(cm)周边眼反抗线(cm)相对距离(E/W)装药集中度(q)(kgm)硬岩55-6560-600.81.00.20-0.30中硬岩456060750.81.00.100.15软岩354545550.81.00.070.12注：炮眼直径4050mm。4装药设计装药几何参数1)光面爆破采纳不耦合装药，一般不耦合系数为1.52.0。2)药卷几何直径：常择选2532635、40四种规格。3)炮眼直径一般为：4050mm光面爆破单孔装药量：QK兀XdXBX1.XP式中：Qk-一单孔装药量，gp0一炸药的密度，gcm3B一光面爆破炮眼装填系数，1.炮眼深度，cm炸药单耗II、III级围岩全断面开挖：0.81.Okg11IV、V级围岩上半断面：0.60.8kg/m，下半断面或下部开挖0.40.5kg1可爆性好、软岩地段偏小值方向取值，浅埋隧道、难爆、坚硬岩石地段偏大值方向取值。炮眼数目的确定及总装药量1）光面爆破炮眼数目：以总装药量与单个炮眼装药量之比来确定：xrK*S*1.N=1.*n*r式中：N二炮眼数目，个K=光面爆破单位炸药消耗量，kgm31.二炮眼深度，mn二炮眼装药系数1.炸药的线装药密度，kg/mS=开挖断面积，m22）总装药量：Q=KX1.XS式中代号同上炸药量的安排炸药量的安排可依据炮眼装药系数进行，当采纳直眼掏槽时，掏槽眼可适当增加10%20%,以保证掏槽效果。安排完后，按装整卷药或半卷药的档次进行调整，以便于装药施工。装药结构的设计周边眼一般采纳间隔装药或小药卷连续装药，其余各孔采纳等直径药卷进行连续装药。周边眼装药结构形式见下图:小药卷连续装药结构图间隔续装药结构图图3周边眼装药结构图5起爆网路隧道爆破开挖常常运用导爆管雷管起爆网络，通常周边眼结合运用导爆索网络。导爆管雷管网路依据掏槽类型，断面大小，振动要求，常运用多段位的非电雷管。隧道爆破运用的msl25段即可。网路击发可运用击发枪击发导爆管雷管、导爆索击发导爆管、电雷管击发导爆管，在瓦斯隧道的爆破施工中必需运用电雷管击发网路，严禁运用其他击发方式。起爆依次为：掏槽眼一扩槽眼一掘进眼一内圈眼一周边眼。6.2.2施工打算1测量放样用全站仪放出断面轮廊线，然后标出光面爆破孔位。2钻孔台架就位可用钻孔台车，也可运用简易钻孔台架。钻孔台车速度较快，机械化高。人工用枪在简易钻孔台架上钻孔经济适用。两者爆破效果相差不大。简易钻孔台架主要采纳钢管、型钢与紧固件构成，作业平台宽度与高度可依据隧道的开挖尺寸调整，以适应曲墙直墙及不同围岩类别的断面，作业台架上设有供钢管和供水管,并设有分风器与分水器，加工简洁，适用。3光爆药包加工光爆药包可在场外平安地带加工。方法为在竹片上每隔肯定距离安放光爆药卷，导爆索连接，孔底采纳加强药卷。6. 2.3爆破施工技术1布孔要求掏槽眼布孔误差不大于±3cm。其余各孔不大于±5cm.若遇挂眼困难，炮孔位置可适当调整，但必需保证调整后，相邻各孔间距匀称布置，留意掏槽眼需整体移动，孔间调整范围不得大于其误差值。2布孔人工事先应用红油漆将炮眼位置布置在掌子面上，布孔满意精度要求。依据钻爆设计炮孔位置，输入测点坐标，利用全站仪或其他方式完成自动布孔。可以采纳激光指向仪，限制周边轮廓或中线。3钻孔要求钻孔必需做到“准、平、直、齐”四要素满意以下精度要求。挂眼误差：掏槽孔，扩槽孔不大于±3cm,其余各孔不大于±5cm。钻孔不平行误差：掏槽孔不大于±3cmm,其余各孔不大于±5cmm.各炮孔底部参差误差均不大于炮孔深度的10机4装药要求按设计的装药量装药，当掌子面凹凸不平，其各孔装药量可随炮孔深度改变作相应的调整。当实际炮孔所处位置有软层或者裂缝通过，应取消该孔装药并适当削减相邻内圈孔的用药量。炸药装填必需按平安规程操作，不得硬捅，硬捣。5炮孔堵塞要求预制炮泥，每条长1015cm0各孔堵塞长度周边不小于30cm,其余各孔不小于20cmo堵塞过程要妥当爱护网路。6网路连接要求中间连接，击发用雷管一律反向设置且单发击发，每个击发雷管连接导爆管数不多于24根。塑料导爆管连接过程中不得打死结，弯折，更不能被岩石和其他东西刺破。网路连接自有下垂不得拉紧。及全部中间连接雷管宜用击发雷管或者连接元件，严禁运用高段位雷管。孔内雷管不得错段，详细操作时由班组长分发导爆管雷管并监督完成。7劳动力组织表4一个工作面劳力组织表（以断面W50m2为例）底名称人数职责1工班长1指挥、协调2测量班3测量断面、布置炮孔3钻爆工2430（两班倒）安装风水管、钻眼、起爆、排险4电工1施工用电及掌子面排水5平安员1检查作业过程的平安6爆破工程师1钻爆设计、施工指